电力系统电压暂降的简述.pdf

电力系统电压暂降的简述对动态电能质量问题中最主要的电压暂降问题进行了简述，包括电压暂降的原因，传播过程及对电力系统的危害，并在此基础上介绍了电压暂降的分类、评估指标，以及应对电压暂降问题的措施。三峡电力职业学院周皓电能作为一种特殊商品，直接关系到国民经济的正常发展。电能质量的优劣对电网和电气设备的安全、经济运行，保证产品质量和科学实验以及人民生活和生产的正常运行均具有十分重要的意义。19 9 4年欧洲电工标准化委员会(C E N E L E C)正式颁布(公共配电系统供电电压特性标准(E N 5 0 1 6 0)，作为欧洲对电能的统一标准，并已为国际电工委员会(I E C)采用，其中就有关于电压暂降的规定。随着电压关键诃K e y w o d s暂降问题在电能质量诸多问题中的日益突宅耀出，很有必要对电压暂降问题做一个比较电压暂降深入全面的探讨。竣备敏感曲线“V o l t a g eS a g”(又称V o l t a g eD i p)在电工词典上的译名是“短时间电压下降”，即指在短时间内(通常指工频半个周期至1 m i n)供电系统电压突然下降，且超出正常电压偏差允许值，然后又返回到正常的电压水平。电压暂降深度则定义为电压额定值与电压暂降过程中的最小值之差。美国I E E E 推荐标准(I E E ES t d 11 5 9 1 9 9 2)中对V o l t a g eS a g 的定义为：工频电压的有效值的下降，其持续时间为$2 8I 嘭；与闭电力E 啾T I J 2 0 0 7 年第3 期总第4 期1O m s 1 m i n。另外有的文献将相移也作为描述电压暂降的特征量之一【2 1。电压暂降的原因大部分电压暂降是由于雷击和输电线路短路故障引起的。感应电动机的起动等也会引起电压暂降，但这种电压暂降一般并不严重。雷击引起的绝缘子闪络和线路对地放电是造成系统电压暂降的主要原因。由于电力系统中的大多数设备是暴露在露天的，在雨季或多雷地区，暴露在露天的运行设备很容易受到雷电干扰。因雷击引起的电压暂降约占总数的6 0 左右，并且持续时问超过5 个周期。系统故障是引起电压暂降的另一重要原因。目前配电系统中的线路主保护一般是分段式电流保护，该保护最大的缺陷就是在线路故障时不能做到无延时地切除故障。即使是无延时保护，其固有动作时间也要3 6 个周期，因此在故障期间，线路上的敏感负荷将被迫退出工作。如线路上装有重合闸装置时，由此引起的电压暂降次数将成倍增加。故障引起的电压暂降的幅值大部分在3 0 额定值以下。电压暂降的危害电压暂降和瞬时中断已被认为是影响许多用电设备正常、安全运行的最严重的 万方数据电力系统电压暂降的简述P o w e rT r a n sf o r m a t i o n&D i S t r i b U t i o n动态电能质量问题。电压暂降对现代社会造成的危害主要有以下四个方面【2】。(I)对人们的日常生活有很大的影响1 9 9 9 年1 1 月9 日，中国国际广播电台报道了美国(商业周刊)的一名编辑被困在电梯内长达4 0 h，以心理和身体受严重伤害为由向办公大楼的物业管理部门提出索赔2 5 0 0 万美元的要求。此次电梯故障是由于供电系统突然降压1S 造成的。(2)对信息业有很大的影响据估计8 0 服务器出现瘫痪以及用户端4 5 左右数据丢失和“出错”均与电压暂降有关。(3)对大型敏感工业用户造成很大的危害有的研究表明当电压低于5 0 额定电压，持续时间超过1 个周波时，接触器就会脱扣；而有的研究表明当电压低于7 0 额定电压甚至更高，接触器就会脱扣。对早期的可编程序控制器(P L C)，当电压低于1 0 U N，仍能持续工作1 5 个周波；新版产品，当电压低于5 0 砜时，P L C 停止工作；一些I 0 设备，当电压低于9 0 U N，持续时间仅几个周波就会被切除。电压暂降的分类及其特性根据引起电压暂降的原因，可以将电压暂降分成三类：第一类称为F R S(F a u l tR e l a t e dS a g s)，即与故障有关的电压暂降；第二类称为M S R s(M o t o rS t a r t i n gR e l a t e dS a g s)，即与大型电动机的起动有关的电压暂降；第三类称为MR Rs(M o t o rR e-A c c e l e r a t i o nR e l a t e dS a g s)，即与电动机的再加速有关的电压暂降，也就是大型电动机运行和故障之间的相互作用对电压暂降的特性有重大的影响。这三种类型的电压暂降具有明显不同的特性。对于F R S，暂降开始下降和最后恢复都非常迅速；对于M S R S，暂降事件的恢复需要很长的时间，通常为几百毫秒到几秒；对于M R R S，在故障开始的时候，大型电动机作为电压源，因而减少了电压降，当故障清除以后，电动机再加速加深了电压暂降导致延长了电压暂降的恢复时间 2】。三种类型的特性如图1 图3 所示。一般情况下，用来描述电压暂降特征的参数t S图1F R S 的特性示意图t|S图2M S R S 的特性示意图图3M R R S 的特性示意图主要有三个：一是电压暂降的幅值，即电压发生突然下降后的电压幅值大小，常用电压幅值暂降深度(M F 2 u。U。，)来表示，其中U r。，指暂降前的电压有效值，E。表示电压暂降时的有效值，发生不对称电压暂降时，指电压基波正序分量的有效值。二是电压暂降时的相角跳变，指电压暂降前后相位角的变化，不对称电压暂降时，指电压基波正序分量的相角变化；三是电压暂降起止时刻，即电压暂降的持续时间。电压暂降传播过程分析配电系统电压暂降传播过程分析主要包括两方面内容砸】：(1)变压器运行方式对电压暂降传播的影响输电系统故障引起的电压暂降将会通过变压器耦合到配电系统，因此运用变压器建模方法及故障分析方法等，详细分析不同故障类型和不同变压器接线方式下的电压暂降的传播特性，将有助于进一步认识电压暂降的传播过程。2 0 0 7 年7 月。电力电气专刊嘭；与胡S 2 9 万方数据目前国外在这方面已经做了大量研究，国内的研究刚起步，但是我国的配电系统运行方式与国外的运行方式有较大差别，因此结合我国配电系统的实际运行方式，掌握变压器在电压智降传播过程中的作用，将是国内研究的方向。(2)对某一点电压暂降凹陷域的分析主要是在已知系统结构的情况下，运用故障分析方法，实现对某一点电压暂降凹陷域的分析。故障若发生在凹陷域内，电压暂降则会影响本点的工作；凹陷域以外的故障，电压暂降则不会影响本点的正常运行。目前主要应用的分析方法有临界距离法和故障点法。临界距离法通过确定当母线电压降低到所设定的临界电压时故障点与所关心母线之间的距离，从而得到该母线的临界域，若故障发生在此临界域内，则对敏感负荷有不良影响。故障点法先粗略分析各种可能发生的故障对敏感负荷产生的暂降影响，然后对各种故障类型进行仿真或短路计算，得到暂降幅值、相移和持续时间等特征量，再据此准确地判断可能带给所关心负荷不良影响的故障所在区域，即凹陷域。临界距离法原理简单明确，但没有计及暂降持续时间对敏感负荷的影响。故障点法可考虑各种故障情况及各个特征量对凹陷域的影响，但较复杂，计算量大。电压骤降影响的评估评估电压骤降影响的方法要基于电力网的电压骤降特性、规律(电压骤降的幅值、持续时间和发生频率等)和负荷(或工业过程)的敏感曲线(容许曲线)两者的结合。从根本上来讲，电压骤降的评估方法有两大类，即基于实测数据的方法和基于理论分析的预测方法 8 1。基于实测数据的评估方法以美国工程师R C D u g a n 提出的方法为代表，包括类似于S A I F I 的指标S A R F I x(系统平均有效值波动频率指标，s y s t e ma v e r a g eR M S(v a r i a t i o n)f r e q u e n c yi n d e x)以及从属的3 个子指标，分别针对即时、瞬时和暂时电压骤降。该方法简化了电压骤降的分类，指标并不完备。实测方法的缺陷是在其研究的时S 3 0I 嘭；与闻电力电气专刊2 0 0 7 年第3 期总第4 期间段内，得到的指标在概率意义上的置信度不高，而长期的测量结果在目前世界各国都难以得到。对于用户的敏感设备，可由公共连接点(P C C)上的负荷工业过程的电压(u，)一持续时间(D。)曲线所表示的敏感曲线来建模。西方工业界使用最广泛的设备敏感曲线是C B E M A 曲线(得名于提出该曲线的组织C o m p u t e rB u s i n e s sE q u i p m e n tM a n u f a c t u r e r sA s s o c i a t i o n)。该曲线最初用于描述大型计算机对于电压骤降等的耐受能力，但其后被工业界所接受和推广应用到可调速驱动设备(A S D)、荧光照明设备、基于计算机和微处理器的负荷以及其他一般负荷。获得C B E M A 曲线成为低电压事件尤其是电压骤降的评估中不可缺少的一环。该曲线一般可以简化为图4 的I T I C 曲线。可将敏感曲线表述为两状态模型，如图5 所示，其中从状态1 到状态2 的转移率A 等于年期望停运次数，从状态2 到状态1 的转移率为负荷点平均维修时间的倒数。图5两状态模型电压暂降问题的控制措施与方法为减少电压暂降对敏感负荷的影响，仅从电力系统着手，无法彻底防止问题的发生。由于用户对电能质量的要求日益多样，因此从技术成本上考虑，对电压暂降问题采取的措施要从供电部门、用户与用电设备厂商等多方面考虑。供电部门的措施：提高供电可靠性。供电部门可采取的措施有：降低线路故障发生的可能性；加快故障切除时间；采用快速动作的继电保护装置；架设双回输电线路等。此外，还可以提蔓 万方数据电力系统电压暂降的简述P o w e rT r a n s f o r m a t i o n D i S t r i b U t i o n供用户敏感设备电压暂降的可能性评估，为用户和电力部门提供规划阶段的成本或效益的定量分析和方案比较，安装必要的设备以抑制和消除电力扰动。迄今为止，解决电能质量问题的装置很多，对电压暂降起抑制作用的装置有以下几种：蓄电池储能系统(BEss)、动态不问断电源(D U P S)、机械切换开关(O U R)、超导磁能系统(S M E S)、静止电子分接开关(S E T C)、固态切换开关(S S T S)、静止无功补偿器(S V C)、不间断电源(U P S)。就用户而言，可以对负荷进行调整，使负荷减少敏感程度。当负荷的电能质量要求特别高而单靠电力企业无法在短时期满足其要求时，与用户共同采取措施，降低负荷敏感程度和降低电能质量不良程度来克服困难。就设备制造商而言，对设备灵敏性进行研究，使设备具备对某种程度内电压下跌的免疫力，制造部门提供的产品说明书中应有类似I T I C 电压容限曲线，并标明该曲线的实用条件。圉参考文献【1 吴刚，滕云，潘永刚电力系统电压暂降相关问题初探 J 华北电力技术，2 0 0 4(4)：1 4 2】吴玉蓉，刘会金，孙丽萍，等电能质量问题中的电压暂降 J 电力建设，2 0 0 2，(8)：6 4 6 7 3】王宾，潘贞存，徐文远配电系统电压暂降幅值估算分析 J】中国电机工程学报，2 0 0 5，(13)：2 9 3 4 4 熊玲玲，刘会金，傅志伟基于小波包变换的电压骤降信号分析 J】继电器，2 0 0 4，(11)：8 12 5】金燕云，罗毅，涂光瑜配电系统电压暂降问题的研究【J】继电器，2 0 0 3，(1 0)：5 6 6 2【6】王宾，潘贞存，徐丙垠配电系统电压暂降问题的分析【J】电网技术，2 0 0 4(2)：5 6 5 9 ”宋吉江，张正团，陆顺青电压骤降问题浅析 J】中国设备工程，2 0 0 5(2)：4 4 4 5【8】张鹏，郭永基电压骤降的可靠性评估新方法 J 电力系统自动化，2 0 0 2(8)2 0 2 4 9 谢华电力系统电压骤降特性的抑制研究【J】电子科技大学学报，2 0 0 1(4)：3 8 3 3 8 6 10 宋云亭，郭永基，张瑞华基于电磁暂态仿真的电压骤降概率评估 J】清华大学学报，2 0 0 3(9)：117 7 118 0 我国电网控制技术取得实质性突破2 0 0 7 年6 月2 0 日，世界首个电网安全稳定实时协调防御系统(E A C C S)在江苏完成研发、建设，正式并网投入试运行。15 位中国工程院院士及权威专家在考察后认为，该系统的建成投运，标志着我国电网安全稳定控制技术取得重大突破，达到世界领先水平，填补了该领域的国际空白。江苏电网是国家电网系统中最大的省级电网，发电装机总容量已达5 3 8 1 万k W。据了解，江苏电网E A C C 系统共有1 个调度中心站、2 个主站、2 1 个子站，遇有电网紧急情况发生，该系统能够直接切停发电机组容量9 0 0 万k w，切减用电负荷6 0 0 万k w，在控容量相当于江苏电网总容量的2 5。与传统的人工调度相比，该系统的自动化控制，不仅将作出调度决策的参考数据从原来的十几条、几十条，猛增至上万条，而且把调度中心完成一个紧急状况处置的时间从原来的5 5 r a i n，缩短至0】s，破解了应急措施滞后于故障联锁反应速度这一世界性难题，电网稳定控制的协调性、准确性和自适应能力得到了跨越式提升。另外，在实施切机切负荷、保障电网安全的同时，根据预案和在线分析，该系统将最大限度缩小拉电范围，减少损失，尤其优先保障相关政治、军事、社会稳定及对国计民生有重大影响的用户，并确定供电恢复时这些用户的优先序列。据中国工程院院士薛禹胜介绍，在电网紧急控制、避免电网瓦解方面，该系统在国际上率先突破两大技术瓶颈：一是大电网安全稳定在线自适应控制；二是异地多点联锁故障的协调控制和电网常规安全措施不足时的追加控制。该系统是江苏省电力公司认真分析总结多年来的电网运行紧急控制经验，结合国内专家理论研究成果，依靠自身培养的一批专家骨干，主动联合国家电网公司南京自动化研究院，历时三年，研制成功了具有自主知识产权的江苏电网安全稳定实时预警及协调防御系统。该项目被国家电网公司列为2 0 0 7 年重大科技创新项目。信息来源：中国电力新闻网2 0 0 7 年7 月电力电气专刊嘭：量胡f i 3 t 万方数据电力系统电压暂降的简述电力系统电压暂降的简述作者：周皓作者单位：三峡电力职业学院刊名：电气应用英文刊名：ELECTROTECHNICAL APPLICATION年，卷(期)：2007,26(7)被引用次数：2次 参考文献(10条)参考文献(10条)1.吴刚;滕云;潘永刚 电力系统电压暂降相关问题初探期刊论文-华北电力技术 2004(04)2.吴玉蓉;刘会金;孙丽萍 电能质量问题中的电压暂降期刊论文-电力建设 2002(08)3.王宾;潘贞存;徐文远 配电系统电压暂降幅值估算分析期刊论文-中国电机工程学报 2005(13)4.熊玲玲;刘会金;傅志伟 基于小波包变换的电压骤降信号分析期刊论文-继电器 2004(11)5.金燕云;罗毅;涂光瑜 配电系统电压暂降问题的研究期刊论文-继电器 2003(10)6.王宾;潘贞存;徐丙垠 配电系统电压暂降问题的分析期刊论文-电网技术 2004(02)7.宋吉江;张正团;陆顺青 电压骤降问题浅析期刊论文-中国设备工程 2005(02)8.张鹏;郭永基 电压骤降的可靠性评估新方法期刊论文-电力系统自动化 2002(08)9.谢华 电力系统电压骤降特性的抑制研究期刊论文-电子科技大学学报 2001(04)10.宋云亭;郭永基;张瑞华 基于电磁暂态仿真的电压骤降概率评估期刊论文-清华大学学报 2003(09)本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.刘悦.李勇.刘金陵.LIU Yue.LI Yong.LIU Jin-ling 电能质量电压暂降问题及应对方案期刊论文-山东冶金2008,30(5)2.林海雪 电力系统中电压暂降和短时断电期刊论文-供用电2002,19(1)3.秦东.肖艳辉.杨洪耕 电压暂降严重程度评估方法的研究会议论文-20084.詹华.林周布 公用电网电压暂降现象的研究会议论文-20075.林西国.仲计戈 4高厂变低压侧二次电压不平衡现象分析会议论文-20096.梁英杰 三相四线系统负荷侧三相电压不平衡分析及应对措施期刊论文-中国电力教育2010(36)7.李嗣明.何婧.张熙军.陈飞.骆云峰.王磊 消弧线圈投入后引起系统电压不平衡原因分析及解决办法会议论文-20088.郝志国 电压凹陷预测与评估学位论文20059.徐培栋.肖先勇.汪颖.XU Pei-dong.XIAO Xian-yong.WANG Ying 电压暂降频次两点估计随机评估方法期刊论文-电力系统保护与控制2011,39(9)10.许童羽.陈春玲.曹英丽.朴在林 基于移相的无延时电能质量检测方法仿真研究会议论文-2009 引证文献(2条)引证文献(2条)1.陈淑平.臧海峰 电压跌落产生的原因及对策分析期刊论文-中国新技术新产品 2009(2)2.王秀丽 电力系统中电压骤降的研究分析期刊论文-太原科技 2008(8)本文链接：http:/